Direttiva 2009/108

Direttiva 108/2009/CE della Commissione: adeguamento tecnico della disciplina di omologazione dei veicoli ibridi elettrici a due o tre ruote

La direttiva interviene sulla direttiva 97/24/CE, che costituisce una delle direttive particolari della procedura di omologazione CE dei veicoli a motore a due o tre ruote prevista dalla direttiva 2002/24/CE. L’adeguamento risponde all’esigenza di tenere conto del comportamento specifico dei veicoli ibridi nelle prove di emissione e di rumore, introducendo procedure tecniche più adatte alla doppia alimentazione elettrica/termica.

Obiettivi e contesto

La finalità è garantire che i veicoli ibridi elettrici siano valutati con metodi di prova coerenti con il loro funzionamento reale. I considerando evidenziano due esigenze principali:

• adattare la prova delle emissioni gassose al comportamento dei veicoli ibridi;
• modificare anche la prova del rumore per assicurare il rispetto dei valori limite in ogni modalità di funzionamento.

La direttiva richiama inoltre la coerenza tecnica con il regolamento UNECE n. 83 per le emissioni in funzione del carburante utilizzato dal motore.

Ambito di applicazione

La disciplina riguarda i veicoli a motore a due o tre ruote soggetti alla procedura di omologazione CE della direttiva 2002/24/CE, in particolare:

• motocicli;
• tricicli;
• quadricicli;
• veicoli ibridi elettrici a ricarica esterna (HEV OVC);
• veicoli ibridi elettrici non a ricarica esterna (HEV NOVC).

Le modifiche incidono soprattutto:

• sul capitolo 5 della direttiva 97/24/CE, relativo alle emissioni inquinanti;
• sul capitolo 9 della direttiva 97/24/CE, relativo al rumore.

Definizioni introdotte

Negli allegati modificati viene introdotta la definizione di “veicolo ibrido elettrico (HEV)”, inteso come veicolo che ricava l’energia per la propulsione meccanica da due sorgenti di energia immagazzinata a bordo:

• un carburante di consumo;
• un dispositivo di accumulo dell’energia elettrica, come batteria, condensatore o volano/generatore.

Per le prove di tipo I vengono distinte le categorie:

• HEV OVC, cioè ricaricabili esternamente;
• HEV NOVC, cioè non ricaricabili esternamente;
• veicoli con o senza commutatore della modalità di funzionamento.

Prove di emissione: logica generale

L’appendice 3 dell’allegato II del capitolo 5 stabilisce la procedura di prova delle emissioni per i veicoli ibridi elettrici. La prova si basa su due condizioni operative:

• condizione A, con dispositivo di accumulo a piena carica;
• condizione B, con dispositivo di accumulo a carica minima.

Per ciascuna condizione si determinano i risultati intermedi:

• m1 per la condizione A;
• m2 per la condizione B.

Da tali valori si ricavano le emissioni medie specifiche in g/km:

• M1 = m1/Dtest1;
• M2 = m2/Dtest2.

Il risultato finale è ottenuto con formule ponderate che tengono conto:

• dell’autonomia elettrica del veicolo (De) oppure dell’autonomia OVC (Dovc);
• di un valore convenzionale Dav, pari a 4 km, 6 km o 10 km in funzione della categoria del motociclo.

Le categorie richiamate sono legate alla cilindrata e alla velocità massima:

• categoria 1: cilindrata inferiore a 150 cc;
• categoria 2: cilindrata almeno 150 cc e Vmax inferiore a 130 km/h;
• categoria 3: cilindrata almeno 150 cc e Vmax superiore a 130 km/h.

Veicoli HEV OVC senza commutatore di modalità

Per i veicoli ricaricabili esternamente privi di commutatore sono previste due prove in condizione A e B.

Nella condizione A:

• il veicolo è portato a piena carica;
• la procedura di scarica avviene secondo regole tecniche che prevedono, in linea generale, marcia a 50 km/h fino all’avvio del motore termico oppure, se il veicolo non regge tale velocità, una riduzione progressiva della velocità o il rispetto delle istruzioni del costruttore;
• il motore termico deve arrestarsi entro 10 secondi dall’avvio automatico;
• il veicolo è condizionato per almeno sei ore a temperatura tra 293 e 303 K, finché la differenza tra temperatura dell’olio motore e dell’eventuale liquido di raffreddamento rispetto al locale rientra in ±2 K.

La prova consente due modalità di campionamento:

• una singola prova;
• una serie di cicli ripetuti fino al raggiungimento della carica minima, con eventuali cicli supplementari richiesti dal costruttore, purché la scarica di ogni ciclo successivo sia inferiore a quella del precedente.

Nella condizione B:

• il dispositivo è scaricato secondo la medesima logica di funzionamento;
• il veicolo è condizionato per almeno sei ore;
• si eseguono le prove con batteria in carica minima.

Veicoli HEV OVC con commutatore di modalità

Per i veicoli ricaricabili esternamente dotati di commutatore la direttiva specifica la posizione del selettore nelle due condizioni di prova.

In sintesi:

• in condizione A, il selettore deve essere nella modalità indicata in tabella, in genere modalità ibrida;
• in condizione B, la posizione dipende dalla configurazione del veicolo e, in presenza di più modalità ibride, si usa la modalità ibrida prevalentemente elettrica per A e prevalentemente termica per B.

La prova in condizione A prevede, se l’autonomia in modalità “puro elettrico” supera un ciclo completo, la possibilità di eseguire la prova in pura modalità elettrica su richiesta del costruttore, con m1 pari a zero.

La procedura di scarica è più articolata:

• se esiste una modalità “puro elettrico”, la scarica avviene a una velocità pari al 70% ±5% della velocità massima, fino a una delle condizioni di interruzione previste;
• se tale modalità non esiste, si applica una procedura analoga a quella prevista per i veicoli senza commutatore;
• il campionamento, la guida e l’analisi dei gas di scarico seguono la procedura di prova applicabile dell’appendice 1 o 1a.

La condizione B segue criteri analoghi, con selezione della modalità ibrida prevalentemente termica se sono disponibili più modalità.

HEV NOVC: prove di emissione

Per i veicoli ibridi non ricaricabili esternamente:

• se non hanno commutatore, le prove in modalità ibrida sono eseguite conformemente all’allegato I del capitolo 5;
• se hanno commutatore, la prova si esegue nella modalità automaticamente selezionata all’accensione, cioè nella modalità normale.

Il servizio tecnico, sulla base delle informazioni del costruttore, deve accertare che i valori limite siano rispettati in tutte le modalità ibride disponibili.

Misurazione del bilancio elettrico

La sottoappendice 1 disciplina la misurazione del bilancio elettrico della batteria per HEV OVC e HEV NOVC. Gli elementi principali sono:

• uso di un trasduttore di corrente a pinza o ad anello chiuso;
• precisione minima del trasduttore pari allo 0,5% del valore misurato o allo 0,1% del valore massimo della scala;
• esclusione dell’uso dei tester diagnostici OEM;
• collegamento del trasduttore a uno dei conduttori direttamente connessi alla batteria;
• frequenza minima di campionamento di 5 Hz;
• integrazione nel tempo della corrente per ottenere Q in Ah;
• misura della temperatura al sensore con la stessa frequenza per l’eventuale compensazione della deriva.

Il costruttore deve fornire al servizio tecnico un elenco della strumentazione utilizzata, con eventuale ultima data di taratura.

Misurazione dell’autonomia elettrica e dell’autonomia OVC

La sottoappendice 2 regola il metodo di misura dell’autonomia elettrica dei veicoli HEV OVC e dell’autonomia OVC.

Le condizioni di prova includono:

• pneumatici gonfiati secondo le specifiche del costruttore;
• oli conformi alle specifiche del costruttore;
• dispositivi di illuminazione e ausiliari spenti, salvo quelli necessari;
• altri sistemi di accumulo caricati al massimo consentito;
• mantenimento della temperatura della batteria entro i normali limiti di esercizio, se essa opera sopra la temperatura ambiente;
• percorrenza di almeno 300 km nei sette giorni precedenti la prova con le stesse batterie installate.

Le condizioni climatiche sono:

• per prove outdoor, temperatura ambiente tra 5 °C e 32 °C;
• per prove indoor, temperatura tra 20 °C e 30 °C.

Il metodo si articola in due fasi:

• carica iniziale della batteria;
• esecuzione del ciclo e misurazione dell’autonomia.

Per la ricarica iniziale e la ricarica notturna normale sono previste regole specifiche:

• ricarica con caricabatterie di bordo o con caricabatterie esterno raccomandato dal costruttore;
• temperatura ambiente tra 20 °C e 30 °C;
• esclusione di ricariche speciali, come equalizzazione o manutenzione;
• tempo di ricarica di 12 ore, salvo il caso in cui la strumentazione segnali chiaramente il mancato raggiungimento della piena carica; in tal caso il tempo massimo è pari a 3 × capacità dichiarata della batteria (Wh) / alimentazione di rete (W).

Per la misurazione dell’autonomia:

• si applica la sequenza di prova dell’allegato II del capitolo 5 su banco dinamometrico;
• il veicolo può subire fino a tre interruzioni, per un totale massimo di 15 minuti;
• il risultato finale è la distanza totale percorsa, arrotondata al chilometro intero più vicino.

Prove di rumore nel capitolo 9

La direttiva modifica anche gli allegati III e IV del capitolo 9 della direttiva 97/24/CE.

Le novità principali sono:

• inserimento della definizione di HEV anche ai fini delle prove di rumore;
• previsione che i veicoli ibridi siano sottoposti a prova due volte:
  • condizione A, con batterie a piena carica e modalità ibrida prevalentemente elettrica;
  • condizione B, con batterie a carica minima e modalità ibrida prevalentemente termica.

I limiti si considerano rispettati se:

• la media di quattro risultati relativi alla condizione A;
• la media di quattro risultati relativi alla condizione B; non superano il livello massimo ammissibile per la categoria del veicolo. Il valore medio più elevato costituisce il risultato della prova.

Recepimento, applicazione ed efficacia

L’articolo 3 stabilisce che gli Stati membri devono adottare le disposizioni legislative, regolamentari e amministrative necessarie entro il 30 aprile 2010 e comunicarle immediatamente alla Commissione.

Le disposizioni nazionali devono:

• contenere un riferimento alla direttiva, oppure
• essere corredate di tale riferimento all’atto della pubblicazione ufficiale.

Gli Stati membri devono inoltre comunicare alla Commissione il testo delle disposizioni essenziali di diritto interno adottate nella materia disciplinata.

L’articolo 4 prevede l’entrata in vigore il ventesimo giorno successivo alla pubblicazione nella Gazzetta ufficiale dell’Unione europea.

L’articolo 2 dispone il regime di applicazione dal 1° maggio 2010:

• divieto per gli Stati membri di rifiutare l’omologazione CE o vietare immatricolazione, vendita o messa in circolazione dei veicoli conformi alla direttiva 97/24/CE come modificata;
• obbligo di rifiutare l’omologazione CE dei nuovi tipi di veicoli non conformi.

Margini di discrezionalità tecnica

Pur trattandosi di una direttiva di armonizzazione tecnica, il testo lascia alcuni spazi di adattamento agli Stati membri e ai servizi tecnici:

• scelta delle modalità di recepimento e delle forme di riferimento nella normativa nazionale;
• gestione pratica dell’adeguamento degli strumenti e dei procedimenti di prova;
• determinazione, d’intesa tra servizio tecnico e costruttore, di alcuni parametri operativi, come il periodo di tempo o la distanza per il mantenimento della velocità in talune fasi di scarica;
• individuazione, sulla base delle informazioni del costruttore, della modalità ibrida prevalentemente elettrica o prevalentemente termica nelle prove ove siano disponibili più modalità ibride.

Nel complesso, la direttiva non introduce un’autonoma disciplina sostanziale di mercato, ma aggiorna standard tecnici di omologazione già esistenti, con effetti pratici rilevanti per costruttori, importatori e operatori dell’immatricolazione e della commercializzazione dei veicoli a due e tre ruote.